Способ термообработки древесины

Изобретение относится к способу термической обработки древесных материалов и может найти применение в деревообрабатывающей, мебельной и других отраслях промышленности. Технический результат заключается в сокращении энергетических затрат на процесс термомодифицирования древесины. Способ термообработки включает постепенный нагрев древесины до температуры 200÷240°С и выдержку при заданной температуре в течение 5-7 часов. Нагрев и выдержка при заданной температуре осуществляются в атмосфере топочных газов, образующихся в результате газификации отходов деревообработки и последующего сжигания синтез-газа с коэффициентом избытка воздуха 0,95÷1. Топочные газы охлаждаются в теплообменнике до температуры 200÷240°С. Излишняя тепловая энергия, отведенная при охлаждении топочных газов, направляется для предварительной сушки древесины. 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к способу термической обработки древесных материалов и может найти применение в деревообрабатывающей, мебельной и других отраслях промышленности.

Известен способ получения термомодифицированной древесины при кондуктивном подводе тепла в герметичных условиях.

При этом способе обработка древесины начинается с удаления воздуха из камеры путем создания вакуума, после чего производится контактная досушка пиломатериала до абсолютно сухого состояния, дальнейший нагрев древесины производят при кондуктивном подводе тепла в герметичных условиях (см. статью Ахметова Д.А., Зиатдинова Д.Ф., Тимербаев Н.Ф. Термомодификация древесины при кондуктивном подводе тепла в герметичных условиях // «Известия высших учебных заведний. Химия и химическая технология», Т.51, №.7, 2008. С.76-78. http://www.ctj.isuct.ru).

Оновным недостатком данной технологии является трудоемкость процесса, так как для его проведения нужны металлические плиты больших размеров, которые необходимо будет нагревать и перемещать в течение процесса, что повлечет за собой энергетические затраты, а также затраты рабочей силы персонала, обслуживающего процесс.

Также известны способы получения модифицированной древесины обработкой в горячем масле и обработкой в среде инертных газов.

При первом способе сухая древесина погружается в растительное масло и начинает медленно прогреваться до температуры 180÷220°С в течение 2-4 часов, в результате чего происходит поглощение масла древесиной, при втором способе древесина обрабатывается в среде азота с содержанием кислорода до 2% при повышенном давлении (см. статью Налимова Н. Термодревесина // «ЛесПромИнформ», Т.58, №9, 2008 г. С.151-155. http://www.lesprominform.ru/jarchive/articles/itemshow/391).

Основными недостатками известных способов являются, в первом случае, необходимость добавления в процесс большого количества растительного масла, что требует больших экономических затрат, а во втором случае необходимы установки для создания повышенного давления, что представляет собой определенную трудность и так же, как и в первом случае, приводит к большим экономическим затратам.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому методу является способ термической обработки древесины (см. патент №2277045, МПК В27К 3/02, 2006 г.), включающий нагревание древесины до 140÷150°С в атмосфере воздуха в течение 2-3 часов, дальнейший нагрев древесины в атмосфере водяного пара до 210÷220°С в течение 2-3 часов, осуществляемый посредством постоянного дозированного впрыскивания воды в камеру и вытеснения воздуха и иных газов из камеры образующимся водяным паром, саморазогрев до 230÷240°С в течение 30-60 мин, остановку саморазогрева с помощью управляемого впрыскивания воды и охлаждение древесины в атмосфере 100% пересыщенного водяного пара путем регулируемого впрыскивания воды.

Основным недостатком данного способа является использование постоянного дозированного впрыскивания воды в камеру термомодификации, что приводит к повышению энергетических затрат на испарение и увеличению продолжительности процесса.

Целью настоящего изобретения является сокращение энергетических затрат на процесс термомодифицирования древесины.

Указанная цель достигается тем, что в способе термомодификации древесины обработка материала начинается с постепенного прогрева древесины до 200÷240°С в течение 5-7 часов, после чего происходит последующая выдержка древесины в среде топочных газов, образующихся в результате газификации отходов деревообработки и последующего сжигания синтез-газа с коэффициентом избытка воздуха 0,95÷1 и охлажденных в теплообменнике до температуры 200÷240°С, причем излишняя тепловая энергия, отведенная при охлаждении топочных газов, направляется для предварительной сушки древесины.

Отличительным признаком предлагаемого термического способа обработки древесины является то, что стадии постепенного прогрева и последующей выдержки древесины при высоких температурах осуществляются в среде топочных газов, образующихся в результате газификации отходов деревообработки и последующего сжигания синтез газа с коэффициентом избытка воздуха 0,95÷1 и охлажденных в теплообменнике до температуры 200÷240°С, причем излишняя тепловая энергия, отведенная при охлаждении топочных газов, направляется для предварительной сушки древесины.

Пример осуществления способа поясняется чертежом.

Термомодификация древесины осуществляется следующим образом. В камеру 1 через открытую крышку 2 загружаются отходы деревообработки, затем крышка 2 закрывается, а предварительно высушенный пиломатериал 3 загружается в камеру модифицирования 4 через открытые ворота 5, после чего они плотно закрываются. Пиломатериал для предварительной сушки 6 загружается в сушильную камеру 7 через открытые ворота 8, которые после загрузки также плотно закрываются. Далее осуществляется процесс газификации отходов деревообработки в камере 1, и образовавшийся в результате синтез-газ поступает в камеру дожига 9, где происходит дожигание синтез-газа с коэффициентом избытка воздуха 0,95÷1 с образованием топочных газов. После этого топочные газы с температурой 600÷700°С при помощи вентилятора 10 поступают в кожухотрубчатый теплообменный аппарат 11. В нем происходит понижение температуры топочных газов до 200÷240°С, после чего охлажденные топочные газы с заданной температурой поступают в камеру модифицирования 4. В этот момент шиберную заслонку 12 оставляют открытой, а шиберную заслонку 13 закрывают для того, чтобы топочные газы из теплообменного аппарата 11 не уходили в атмосферу. Процесс модифицирования осуществляется постепенным нагревом древесины до температуры 200÷240°С в зависимости от необходимой степени модифицирования и последующей выдержкой при этой температуре в течение 5-7 часов до приобретения древесиной заданных свойств. Температуру в камере регулируют шиберными заслонками 12 и 13. Отработанные топочные газы из камеры 4 удаляются через патрубок 14.

После окончания процесса термомодифицирования, шиберную заслонку 12 полностью закрывают, а шиберную заслонку 13 полностью открывают, и топочные газы по трубе 15 отводятся в атмосферу - начинается стадия охлаждения древесины. Для интенсификации охлаждения древесины в камеру модифицирования 4 через форсунки 16 диспергируется вода из центрального водопровода открытием крана 17.

Излишняя тепловая энергия, отводимая при охлаждении топочных газов в теплообменном аппарате 11, на протяжении всего процесса передается в сушильную камеру 7 с помощью водяного калорифера 18 и циркуляционного насоса 19 для предварительной сушки пиломатериалов перед термомодифицированием.

После охлаждения пиломатериала 3 до 100°С производится его выгрузка из камеры модифицирования 4.

Нижний предел коэффициента избытка воздуха, характеризующего количество подаваемого кислорода в процессе горения, принимается равным 0,95, поскольку меньшее значение коэффициента приводит к нерациональному использованию системы дожига. Верхний предел коэффициента избытка воздуха принимается равным 1, поскольку большее количество кислорода, поданного в камеру, не полностью участвует в процессе горения, и, как следствие, непрореагировавший кислород, попадая в камеру термомодифицирования, может вызвать тление или воспламенение обрабатываемой древесины.

Нижний предел температуры топочных газов, поступающих в камеру термомодифицирования, принимается равным 200°С, поскольку более низкие температуры не позволяют добиться необходимой степени модифицирования. Верхний предел температуры топочных газов в камере термомодифицирования принимается равным 240°С, поскольку более высокие температуры могут привести к неконтролируемому разложению древесины (пиролизу).

Способ термической обработки древесины для улучшения ее эстетических и физико-механических характеристик, включающий стадии постепенного нагрева древесины, выдержки древесины при высоких температурах и охлаждения древесины путем впрыскивания воды, отличающийся тем, что постепенный нагрев и последующая выдержка древесины при высоких температурах осуществляются в среде топочных газов, образующихся в результате газификации отходов деревообработки и последующего сжигания синтез-газа с коэффициентом избытка воздуха 0,95÷1 и охлажденных в теплообменнике до температуры 200÷240°С, причем излишняя тепловая энергия, отведенная при охлаждении топочных газов, направляется для предварительной сушки древесины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к применению водной дисперсии воска в качестве гидрофобизирующего агента при изготовлении материалов на основе древесины. .

Изобретение относится к применению алкоксилированных аминов для обработки древесины, чтобы улучшить водоотталкивающие свойства древесины или уменьшить количество поглощаемой древесиной воды.

Изобретение относится к способу обработки древесины, в частности к способу получения модифицированной древесины. .

Изобретение относится к способу обработки древесины, в частности к способу получения модифицированной древесины. .

Изобретение относится к области деревообработки, в частности к получению модифицированной прессованной древесины, насыщенной металлами и металлосодержащими веществами и используемой в машиностроении, строительстве, мебельной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. .
Изобретение относится к обработке древесины и может быть использовано в производстве мебели, паркета, лущеной и строганой фанеры, клееной фанеры с декоративным слоем.

Изобретение относится к способу получения древесных изделий с повышенной долговечностью, стабильностью размеров и твердостью поверхности. .

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при термовлажностной обработке древесины, древесных материалов, а также многообразных изделий из древесины.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к изготовлению деревянных шпал. .

Изобретение относится к технологическим процессам мебельного производства и может быть использовано для окрашивания деталей мебели, дверей, окон

Изобретение относится к технологии промышленного изготовления мореной древесины и может быть использовано в деревообрабатывающей, мебельной и других отраслях промышленности при изготовлении и реставрации изделий из труднопропитываемых пород древесины
Изобретение относится к области деревообработки
Изобретение относится к области деревообработки, а именно к способам крашения и модификации древесины

Изобретение относится к получению защитно-декоративного покрытия на древесине

Изобретение относится к способам производства целлюлозных и лигноцеллюлозных структурных материалов, таких как древесина и композиты на основе древесных волокон. Осуществляют гашение древесины, облученной радиационным излучением по меньшей мере 0,1 Мрад, имеющим энергию по меньшей мере 1 МэВ. Содержание влаги в древесине составляет менее чем 35 процентов по массе перед облучением. Облучение увеличивает молекулярную массу целлюлозного компонента древесины с первой молекулярной массы до второй. Вторая молекулярная масса по меньшей мере на 10 процентов превышает первую молекулярную массу. Облучение ионизирующим излучением проводят на уровне от 0,25 до 2,5 Мрад. Древесину облучают гамма-излучением или пучком электронов. Электроны имеют энергию по меньшей мере 1,25 МэВ. Гашение проводят в присутствии газа, выбранного так, чтобы он реагировал с радикалами, присутствующими в облученной древесине. Увеличение молекулярной массы составляет по меньшей мере 50 процентов. Поверхность облученной древесины обрабатывают покрытием. Облученную и гашеную древесину используют при изготовлении ламината. По второму варианту осуществления способа облучают древесину, в которую введена жидкость, содержащая лигнин. Улучшаются механические свойства целлюлозных и лигноцеллюлозных материалов, обеспечивается ингибирование роста грибов. 2 н. и 13 з. п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к ускоренной сушке различных пород и поперечных сечений древесины с помощью оборудования, обеспечивающего влагоперенос посредством воздействия относительно высоких температур, влагосодержания и знакопеременного давления. Способ сушки древесины в изолированной от атмосферы камере включает нагрев агента сушки при помощи калориферов, соединенных в верхней части обечайки по параллельной схеме с магистральными трубопроводами, средства нагрева и циркуляции жидкого высокотемпературного теплоносителя, реверсивные вентиляторы и делители потока, обеспечивающие движение и раздачу агента сушки по штабелю через каналы-диффузоры, каждый из которых симметричен рядам прокладок штабеля, выравнивание влажности по сечению древесины системой увлажнения с последующей выдержкой по времени, удаление агента сушки из камеры в средство конденсации и регулирование техпроцесса средствами контроля по давлению, температуре и влажности. Новым в предлагаемом решении является то, что осуществляют температурную обработку древесины горячей оборотной водой до достижения среднеобъемной температуры 35-45°С, что размягчает ее, выравнивает влажность и быстро размораживает в зимнее время, заполняя камеру до верхнего уровня штабеля посредством дополнительно введенного трубопроводного контура, выполненного с возможностью возврата воды обратно или передачи в следующую камеру, и продолжают процесс нагрева паровоздушным агентом сушки до температуры выпаривания в пределах от 100 до 120°С, удерживая давление до 1000 мм рт.ст., при этом удаление паровоздушного агента сушки и влаги из древесины проводят в зависимости от древесины постоянным или периодическим вакуумным импульсом с последующим вакуумированием вакуум-насосом до достижения в камере сушки давления в пределах от 100 до 150 мм рт.ст. Сушка выпариванием при знакопеременных давлениях от 1000 до 100 мм рт.ст. с использованием постоянных или периодических вакуумных импульсов значительно ускоряет скорость испарения влаги и обеспечивает бездефектную сушку при несущественном изменении прочности на изгиб, растяжение и сжатие. 4 ил.

Группа изобретений может быть использована в различных отраслях промышленности для защиты от биоразрушения изделий из древесины, предназначенных к использованию в жестких условиях службы. Для получения термопропитанной древесины одновременно сушат, пропитывают и термомодифицируют древесину путем погружения в пропитывающий состав и воздействия на заготовку физическим полем. Отношение объема пропитывающего состава к объему загружаемой древесины не менее чем 2:1. Вначале заготовки размещают в 2-х и более неутепленных ваннах меньшего размера, расположенных в корзине, а затем все вместе погружают в общую утепленную ванну с пропитывающим составом, а воздействие на заготовки осуществляют путем создания упругих возмущений импульсного характера амплитудой более 200 дБ. Устройство для получения термопропитанной древесины содержит утепленную ванну 1, пропитывающий состав 2, нагреватель 3, металлические неутепленные ванны 4 с открытым верхом, корзину для загрузки заготовок 6, негерметичную крышку 7, включающую в себя охлаждаемые водой, установленные наклонно части 8. Горизонтальная часть 9 ванны 1 оборудована системой для сбора и отвода испаренной жидкости. Патрубок 10 расположен выше зеркала пропитывающего состава 2 и соединен с насосом для утилизации дыма и паров пропитывающего состава 2. На наружной стенке ванны 1 смонтирован излучатель 11 импульсного генератора упругих возмущений. Нагреватель 2 подключен к питающей сети через терморегулятор 12. Группа изобретений обеспечивает повышение качества и глубины пропитки, повышение экономической эффективности способа, увеличение производительности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к переработке древесины. В герметичной емкости пропитывают древесные заготовки модифицирующим раствором, сушат и проводят термообработку. Прогревание и уплотнение заготовок осуществляют нагреваемыми до 200°С средствами нагревания. Прессование осуществляют объемными элементами в виде термокомпрессионного вкладыша, который обеспечивает в зависимости от температуры нагревания плавное увеличение усилия прессования от 0 до 30 МПа. Прогрев и деформирование исходной древесины начинают со стадии пропитки. Устройство содержит герметичный корпус (1) автоклава, который снабжен средствами для создания вакуума и подачи раствора модификатора. В корпусе автоклава помещена тележка (6), на которой слои древесных заготовок (7) разделены нагревательно-прессующим средством, состоящим из нагревающего средства (2), прессовых пластин (4) и объемных элементов в виде эластичного термокомпрессионного вкладыша (3). Верхняя ограничивающая плита (5) может быть закреплена как на корпусе автоклава, так и на опорных стойках тележки. Средство нагрева состоит из нагревающей плиты с установленными на ней нагревательными элементами. Средства нагрева и прессования послойно установлены по высоте штабеля модифицируемой древесины. Термокомпрессионные вкладышы из ортогонально армированного эластичного материала с высоким коэффициентом линейного термического расширения установлены по обеим сторонам нагревающей плиты. Подвижные прижимные пластины закреплены на термокомпрессионных вкладышах сверху и снизу. Повышается качество получаемой модифицированной древесины и упрощается конструкция устройства. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способу термической обработки древесных материалов и может найти применение в деревообрабатывающей, мебельной и других отраслях промышленности

Наверх